JP2009206880A - Lens array, read head and image reader - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数のレンズを有するレンズアレイ、当該レンズアレイを用いた読取ヘッドおよび画像読取装置に関するものである。 The present invention relates to a lens array having a plurality of lenses, a reading head using the lens array, and an image reading apparatus.
レンズを用いて光を結像する技術を利用した装置として、例えば特許文献1に記載の画像読取装置が従来から知られている。同装置には、レンズを備えた読取ヘッドの他に、用紙が載置可能な原稿台と、原稿台の用紙に光を照射する光源とが配置されている。この種の画像読取装置としては、用紙で反射された反射光を検出する装置と、用紙を透過した透過光を検出する装置とがあるが、いずれの装置においても、レンズを用いて結像された光が検出される。つまり、反射光を検出する装置では、光源から照射されて用紙で反射された反射光が読取ヘッドに入る。一方、透過光を検出する装置では、光源から照射されて用紙を透過した透過光が読取ヘッドに入る。読取ヘッドはレンズの他に受光素子を備えており、原稿台からの反射光あるいは透過光はレンズに入射してスポットとして結像されるとともに、このスポットが受光素子により検出される。こうして、用紙からの反射光あるいは透過光を読取ヘッドが検出して、用紙の画像を読み取ることができる。
For example, an image reading apparatus described in
ところで、より高解像度での読み取り等に対応するために、複数のレンズを2次元的に並べたレンズアレイを用いることができる。つまり、このレンズアレイでは、長手方向に複数のレンズが並ぶレンズ行が、長手方向に直交もしくは略直交する幅方向に複数並んでいる。このレンズアレイを用いて読み取りを行なう場合、長手方向および幅方向に直交もしくは略直交する光の進行方向において、複数の受光素子(受光素子グループ)がレンズに対向配置される。そして、載置台(上述の原稿台に相当)からの反射光あるいは透過光は光の進行方向からレンズに入射して、スポットとして結像される。そして、こうして形成されたスポットが受光素子により検出される。 By the way, a lens array in which a plurality of lenses are arranged two-dimensionally can be used to cope with reading at a higher resolution. That is, in this lens array, a plurality of lens rows in which a plurality of lenses are arranged in the longitudinal direction are arranged in the width direction orthogonal or substantially orthogonal to the longitudinal direction. When reading is performed using this lens array, a plurality of light receiving elements (light receiving element groups) are arranged to face the lens in the traveling direction of light orthogonal or substantially orthogonal to the longitudinal direction and the width direction. Then, the reflected light or transmitted light from the mounting table (corresponding to the above document table) enters the lens from the traveling direction of the light and forms an image as a spot. And the spot formed in this way is detected by the light receiving element.
しかしながら、複数のレンズを2次元的に並べたレンズアレイを用いた装置では、次のような問題が発生する可能性があった。つまり、読取ヘッドや画像読取装置等の組立精度には一定の公差が存在する。したがって、載置台に対してレンズアレイが傾いて取り付けられる等のレンズアレイの取り付け誤差が発生する場合がある。このような場合、複数のレンズ行の間で、光の進行方向における載置台までの距離(ワークディスタンス)に差が発生して、複数のレンズ行間で形成するスポットが異なってしまう可能性がある。また、装置自体の振動により、複数のレンズ行の間でワークディスタンスに差が発生した結果、複数のレンズ行間でスポットが異なってしまう可能性もある。つまり、このような様々な原因によって、レンズ行間で形成されるスポットが異なってしまい、良好なスポットが形成できない場合があった。 However, an apparatus using a lens array in which a plurality of lenses are arranged two-dimensionally may cause the following problems. That is, there is a certain tolerance in the assembly accuracy of the reading head, the image reading apparatus, and the like. Therefore, there may be a case where a lens array mounting error occurs such that the lens array is tilted with respect to the mounting table. In such a case, there may be a difference in the distance (work distance) to the mounting table in the light traveling direction between the plurality of lens rows, and the spots formed between the plurality of lens rows may be different. . In addition, as a result of a difference in work distance between the plurality of lens rows due to vibration of the apparatus itself, there is a possibility that the spots differ between the plurality of lens rows. That is, due to such various causes, spots formed between the lens rows are different, and a good spot may not be formed.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、レンズ行間で形成されるスポットの差を抑制して、良好なスポットを形成することを可能とする技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique that can form a good spot by suppressing a difference in spots formed between lens rows.
この発明にかかるレンズアレイは、上記目的を達成するために、レンズを第1方向に複数配したレンズ行が、第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配されており、レンズは第3方向に光が入射可能であり、レンズのすくなくとも一つのレンズ面は自由曲面形状を有しており、第3方向に複数の焦点を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the lens array according to the present invention includes a plurality of lens rows in which a plurality of lenses are arranged in a first direction, and a plurality of lenses in a second direction orthogonal to or substantially orthogonal to the first direction. Light can enter in the third direction, and at least one lens surface of the lens has a free-form surface shape, and has a plurality of focal points in the third direction.
また、この発明にかかる読取ヘッドは、上記目的を達成するために、複数の受光素子をグループ化した受光素子グループを有するヘッド基板と、受光素子グループに対向してレンズを配したレンズアレイとを備え、レンズアレイでは、レンズを第1方向に複数配したレンズ行が、第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配されており、レンズは第3方向で受光素子グループに対向するとともに、第3方向の受光素子グループの反対側から入射してくる光を受光素子グループに向けて射出し、レンズのすくなくとも一つのレンズ面は自由曲面形状を有しており、第3方向に複数の焦点を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a read head according to the present invention includes a head substrate having a light receiving element group in which a plurality of light receiving elements are grouped, and a lens array in which a lens is arranged facing the light receiving element group. In the lens array, a plurality of lens rows in which a plurality of lenses are arranged in the first direction are arranged in a second direction orthogonal or substantially orthogonal to the first direction, and the lenses face the light receiving element group in the third direction. At the same time, light incident from the opposite side of the light receiving element group in the third direction is emitted toward the light receiving element group, and at least one lens surface of the lens has a free-form surface shape, and a plurality of lenses are arranged in the third direction. It is characterized by having a focus.
また、この発明にかかる画像読取装置は、上記目的を達成するために、複数の受光素子をグループ化した受光素子グループを有するヘッド基板と、受光素子グループに対向してレンズを配したレンズアレイとを有し、レンズアレイでは、レンズを第1方向に複数配したレンズ行が、第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配されている読取ヘッドと、用紙が載置可能である載置台と、載置台に光を照射する照射手段とを備え、照射手段から照射されて載置台の用紙で反射された反射光、あるいは、当該用紙を透過した透過光が第3方向からレンズに入射するように読取ヘッドは配されており、受光素子グループは第3方向の反射光あるいは透過光が入射してくる側の反対側でレンズに対向するとともに、レンズは反射光あるいは透過光を受光素子グループに向けて射出し、レンズのすくなくとも1つのレンズ面は自由曲面形状を有しており、第3方向に複数の焦点を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image reading apparatus according to the present invention includes a head substrate having a light receiving element group in which a plurality of light receiving elements are grouped, and a lens array in which a lens is arranged facing the light receiving element group. In the lens array, a reading head in which a plurality of lens rows in which a plurality of lenses are arranged in the first direction is arranged in a second direction that is orthogonal to or substantially orthogonal to the first direction, and paper can be placed. A mounting table; and irradiation means for irradiating the mounting table with light. Reflected light that is irradiated from the irradiation unit and reflected by the sheet of the mounting table or transmitted light that has passed through the sheet is transmitted from the third direction to the lens. The reading head is arranged so as to be incident, the light receiving element group is opposed to the lens on the side opposite to the side where the reflected light or transmitted light in the third direction is incident, and the lens is reflected or transmitted. Toward the light receiving element group is injected, at least one lens surface of the lens has a free-form surface, it is characterized by having a plurality of focus in the third direction.
このように構成された発明(レンズアレイ、読取ヘッド、画像読取装置)では、レンズが第1方向に複数並んだレンズ行が、第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配されている。レンズには第3方向に光が入射可能であるようにレンズアレイは構成されており、このレンズアレイを用いて光を結像する場合は、レンズには第3方向に光が入射される。しかしながら、このようにしてレンズアレイを用いた場合、上述した様々な原因により、複数のレンズ行間で形成されるスポットが異なってしまい、良好にスポットが形成できない場合があった。これに対して、本発明では、レンズのレンズ面は自由曲面形状を有しており、第3方向において複数の焦点を持つ。したがって、例えば、レンズアレイの取り付け誤差が発生したような場合であっても、レンズ行間でのスポットの差異は抑制されており、良好なスポット形成が可能となっている。 In the invention thus configured (lens array, reading head, image reading apparatus), a plurality of lens rows in which a plurality of lenses are arranged in the first direction are arranged in a second direction orthogonal or substantially orthogonal to the first direction. Yes. The lens array is configured such that light can be incident on the lens in the third direction. When the light is imaged using the lens array, the light is incident on the lens in the third direction. However, when the lens array is used in this way, the spots formed between the plurality of lens rows differ due to the various causes described above, and the spots may not be formed satisfactorily. On the other hand, in the present invention, the lens surface of the lens has a free-form surface shape and has a plurality of focal points in the third direction. Therefore, for example, even when a lens array mounting error occurs, a difference in spot between lens rows is suppressed, and favorable spot formation is possible.
また、それぞれの焦点は第3方向に直線状もしくは略直線状に並んでいるように、レンズアレイを構成しても良い。このように構成することで、スポットを適切に形成することが可能となる。 Further, the lens array may be configured so that the respective focal points are arranged in a straight line or a substantially straight line in the third direction. With this configuration, it is possible to appropriately form spots.
また、各レンズは互いに同一の構成を有するようにレンズアレイを構成しても良い。なんとなれば、レンズアレイの構成の簡素化あるいは低コスト化を実現することができるからである。 Further, the lens array may be configured so that each lens has the same configuration. This is because the configuration of the lens array can be simplified or the cost can be reduced.
また、レンズは光硬化性樹脂により形成されても良い。つまり、光硬化性樹脂は光を照射することで硬化する。したがって、この光硬化性樹脂によりレンズを形成することで、簡便にレンズアレイを製造することができるため、レンズアレイのコストを抑制することが可能となる。 The lens may be formed of a photocurable resin. That is, the photocurable resin is cured by irradiating light. Therefore, since the lens array can be easily manufactured by forming the lens from the photocurable resin, the cost of the lens array can be suppressed.
また、ガラス基板に対してレンズが形成されても良い。つまり、ガラスは線膨張係数が比較的小さい。したがって、ガラス基板にレンズを形成することで、温度変化によるレンズアレイの変形を抑制することができ、温度に依らず良好なスポット形成が実現可能となる。 A lens may be formed on the glass substrate. That is, glass has a relatively small linear expansion coefficient. Therefore, by forming the lens on the glass substrate, it is possible to suppress the deformation of the lens array due to temperature change, and it is possible to realize good spot formation regardless of the temperature.
A.第1実施形態
第1実施形態では、本発明にかかるレンズアレイを読取ヘッドに適用した場合について説明する。図1は、第1実施形態における読取ヘッドの概略を示す斜視図である。また、図2は、図1に示した読取ヘッドのA−A線部分断面図であり、レンズの光軸に平行な断面である。なお、A−A線は、後に説明するレンズ列LSCにおいて、レンズLSが並ぶ方向である。これらの図において、符号LGDは読取ヘッド29の長手方向であり、符号LTDは読取ヘッド29の幅方向である。長手方向LGD(第1方向)と幅方向LTD(第2方向)とは、互いに直交もしくは略直交している。読取ヘッド29は物体面から入射してくる光を検出するものであり、これらの図において、物体面から読取ヘッド29に向う方向であって長手方向LGDおよび幅方向LTDに直交もしくは略直交する方向が、光ビームの進行方向Doa(第3方向)として示されている。また、以下で用いる図面についても適宜光ビームの進行方向Doaが示される。この光ビームの進行方向Doaは、後述する光軸OAと平行もしくは略平行である。
A. First Embodiment In the first embodiment, a case where a lens array according to the present invention is applied to a read head will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a read head in the first embodiment. FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line AA of the read head shown in FIG. 1, and is a cross section parallel to the optical axis of the lens. The AA line is the direction in which the lenses LS are arranged in a lens array LSC described later. In these figures, symbol LGD is the longitudinal direction of the
読取ヘッド29は、ケース291を備えるとともに、かかるケース291の長手方向LGDの両端には、位置決めピン2911とねじ挿入孔2912が設けられている。読取ヘッド29を画像読取装置等(図示省略)に取り付ける際には、かかる位置決めピン2911が装置に穿設された位置決め孔に嵌め込まれて、読取ヘッド29が装置に位置決めされる。更に、ねじ挿入孔2912を介して固定ねじを装置のねじ孔にねじ込んで固定することで、読取ヘッド29が装置に対して位置決め固定される。
The
ケース291の内部には、ヘッド基板293、遮光部材297、および2枚のレンズアレイ299(299A,299B)が配置されている。ヘッド基板293の表面293−hにはケース291の内部が当接する一方、ヘッド基板293の裏面293−tには裏蓋2913が当接している。この裏蓋2913は、固定器具2914によりヘッド基板293を介してケース291内部に押圧されている。つまり、固定器具2914は、裏蓋2913をケース291内部側(図2における上側)に押圧する弾性力を有しており、かかる弾性力により裏蓋が押圧されることで、ケース291の内部が光密に(換言すれば、ケース291内部から光が漏れないように、及び、ケース291の外部から光が侵入しないように)密閉される。この固定器具2914は、ケース291の長手方向LGDに複数箇所設けられている。ヘッド基板293の表面293−hには、複数の受光素子をグループ化した受光素子グループ295が設けられている。
Inside the
図3はヘッド基板の表面の構成を示す平面図である。図4は、ヘッド基板表面に設けられた受光素子グループの構成を示す図である。図3においてレンズLSが破線で示されているが、これはレンズLSと受光素子グループ295との対応関係を示すためであり、ヘッド基板表面にレンズLSが設けられていることを示すものではない。図3に示すように、受光素子グループ295は8個の受光素子2951をグループ化して構成されている。受光素子2951は略正方形であり、受光量に応じた電流信号を生成する。各受光素子グループ295では、これら受光素子2951が次のように配置されている。つまり、図4に示すように、受光素子グループ295では、長手方向LGDに沿って4個の受光素子2951を並べて受光素子行2951Rが構成されるとともに、2個の受光素子行2951Rが幅方向LTDに受光素子行ピッチPelrで並んで設けられている。各受光素子行2951Rは長手方向LGDに素子ピッチPelだけ相互にずれており、各受光素子2951の長手方向LGDにおける位置は互いに異なる。このように構成された受光素子グループ295は、長手方向LGDに長手方向幅Weggを有するとともに、幅方向LTDに幅方向幅Wegtを有しており、長手方向幅Weggは幅方向幅Wegtよりも長い。
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the surface of the head substrate. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a light receiving element group provided on the head substrate surface. In FIG. 3, the lens LS is indicated by a broken line, but this is to show the correspondence between the lens LS and the light receiving
ヘッド基板293の表面293−hでは、このように構成された受光素子グループ295が複数配置されている。つまり、幅方向LTDにおいて互いに異なる位置に3個の受光素子グループ295を配置して受光素子グループ列295Cが構成されるとともに、複数の受光素子グループ列295Cが長手方向LGDに沿って並んでいる。各受光素子グループ列295Cでは、3個の受光素子グループ295が長手方向LGDに受光素子グループピッチPegだけ互いにずらして配置されており、その結果、各受光素子グループ295の長手方向LGDにおける位置PTEは互いに異なる。換言すれば、ヘッド基板293の表面293−hでは、長手方向LGDに複数の受光素子グループ295を並べて受光素子グループ行295Rが構成されるとともに、3行の受光素子グループ行295Rが幅方向LTDに受光素子グループ行ピッチPegrで並んでいる。各受光素子グループ行295Rは長手方向LGDに受光素子グループピッチPegだけ互いにずらして配置されており、その結果、各受光素子グループ295の長手方向LGDにおける位置PTEは互いに異なる。
On the surface 293-h of the
このように、ヘッド基板293において複数の受光素子グループ295が2次元的に配置されている。なお、同図においては、受光素子グループ295の位置は受光素子グループ295の重心位置で代表されており、受光素子グループ295の長手方向LGDにおける位置PTEは、受光素子グループ295の位置から長手方向軸LGDに下ろした垂線の足で表されている。
Thus, the plurality of light receiving
後述するように、レンズアレイ299(299A、299B)では、受光素子グループ295毎にレンズLSが配置されている。つまり、受光素子グループ295とレンズLSとは一対一の対応関係で配置されている。そして、2枚のレンズアレイ299のうちのレンズアレイ299Aとヘッド基板293との間には、遮光部材297が設けられている。
As will be described later, in the lens array 299 (299A, 299B), a lens LS is arranged for each light receiving
再び図1、図2を用いて説明すると、ヘッド基板293の表面293−hには、遮光部材297が当接配置されている。この遮光部材297には導光孔2971が形成されている。具体的には、互いに対応して配置されたレンズLSと受光素子グループ295との間を連通するように、導光孔2971は穿設されており、各導光孔2971は光ビームの進行方向Doaに貫通形成されている。したがって、レンズアレイ299AのレンズLSから射出された光ビームは導光孔2971を通過して、対応する受光素子グループ295へと向うこととなる。このような遮光部材297が設けられているため、受光素子グループ295には、対応して設けられたレンズLSからの光ビームが効率的に入射する一方、不要な光ビームの受光素子グループ295への入射が抑制されている。
Referring again to FIGS. 1 and 2, a
図5は、第1実施形態におけるレンズアレイの平面図であり、物体面側からレンズアレイを見た場合に相当する。なお、同図における各レンズLSはレンズアレイ基板2991の裏面2991−tに形成されており、同図はこのレンズアレイ基板裏面2991−tの構成を示している。レンズアレイ299では、受光素子グループ295毎にレンズLSが設けられている。つまり、レンズアレイ299では、幅方向LTDの異なる位置に配された3個のレンズLSを配置してレンズ列LSCが構成されるとともに、複数のレンズ列LSCが長手方向LGDに沿って並んでいる。各レンズ列LSCでは、3個のレンズが長手方向LGDにレンズピッチPlsだけ互いにずらして配置されており、その結果、各レンズLSの長手方向LGDにおける位置PTLは互いに異なる。
FIG. 5 is a plan view of the lens array in the first embodiment, and corresponds to a case where the lens array is viewed from the object plane side. In addition, each lens LS in the same figure is formed in the back surface 2991-t of the lens array board |
換言すれば、レンズアレイ299では、長手方向LGDに複数のレンズLSを並べてレンズ行LSRが構成されるとともに、3行のレンズ行LSRが幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで設けられている。各レンズ行LSRは長手方向LGDにレンズピッチPlsだけ互いにずらして配置されており、各レンズLSの長手方向LGDにおける位置PTLは互いに異なる。このように、レンズアレイ299において複数のレンズLSは2次元的に配置されている。なお、同図においては、レンズLSの位置は、レンズLSの頂点(つまり、サグが最大となる点)で代表されており、レンズLSの長手方向LGDにおける位置PTLは、レンズLSの頂点から長手方向軸LGDに下ろした垂線の足で表されている。
In other words, in the
図6は、レンズアレイおよびヘッド基板等の長手方向の断面図であり、レンズアレイに形成されたレンズLSの光軸を含む長手方向断面を示している。レンズアレイ299は長手方向LGDに長尺であって光透過性のレンズアレイ基板2991を有している。第1実施形態では、このレンズアレイ基板2991は、線膨張係数の比較的小さいガラスにより形成されている。レンズアレイ基板2991の表面2991−hおよび裏面2991−tのうち、レンズアレイ基板2991の裏面2991−tにレンズLSが形成されている。このレンズアレイ299は、例えば特開2005−276849号公報等に記載の方法により形成される。つまり、レンズLSの形状に応じた凹部を有する金型が、レンズアレイ基板2991としてのガラス基板に対して当接される。金型と光透過性基板との間には、光硬化性樹脂が充填される。この光硬化性樹脂に光が照射されると、光硬化性樹脂が硬化して、光透過性基板にレンズLSが形成される。そして、光硬化性樹脂が硬化してレンズLSが形成されると、金型が離型される。なお、レンズアレイ299に形成される各レンズLSは互いに同一の構成を有している。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the lens array, the head substrate, etc., and shows a longitudinal sectional view including the optical axis of the lens LS formed in the lens array. The
このように第1実施形態では、レンズアレイ基板2991とレンズLSとでレンズアレイ299が構成されている。したがって、レンズアレイ基板2991とレンズLSとで別の基材を選択することが可能になる等、レンズアレイ299の構成の自由度が向上する。よって、読取ヘッド29に求められる仕様に応じて、レンズアレイ299を適切に設計することが可能となり、読取ヘッド29による良好な露光がより簡便に実現することができる。また、第1実施形態では、光を照射することで速やかに硬化させることができる光硬化性樹脂によりレンズLSが形成される。したがって、簡便にレンズLSを形成することができるため、レンズアレイ299の作成工程を簡素化して、レンズアレイ299のコスト低下が可能となっている。さらに、レンズアレイ基板2991は線膨張係数の小さいガラスにより形成されているため、温度変化によるレンズアレイ299の変形が抑制されて、温度に依らず良好な露光が実現可能となっている。
Thus, in the first embodiment, the
この読取ヘッド29では、このような構成を有するレンズアレイ299が2枚(299A,299B)光ビームの進行方向Doaに並べて配置されている。これら2枚のレンズアレイ299A,299Bは台座296を挟んで対向しており、この台座296はレンズアレイ299A,299Bの間隔を規定する機能を果たしている。このように、第1実施形態では、光ビームの進行方向Doaに並ぶ2枚のレンズLS1,LS2が各受光素子グループ295毎に配置されることとなる(図1、図2、図6)。また、互いに同じ受光素子グループ295に対応する第1レンズLS1および第2レンズLS2それぞれのレンズ中心を通る光軸OA(図6二点鎖線)は、ヘッド基板293の裏面293−tに直交もしくは略直交している。ここで、光ビームの進行方向Doaの下流側のレンズアレイ299AのレンズLSが第1レンズLS1であり、光ビームの進行方向Doaの上流側のレンズアレイ299BのレンズLSが第2レンズLS2である。換言すれば、物体面からの光ビームは、第2レンズLS2に入射した後、第1レンズLS1に入射する。このように第1実施形態では、複数のレンズアレイ299が光ビームの進行方向Doaに並べて配置されているため、光学設計の自由度を向上させることが可能となっている。
In the reading
上述の通り、読取ヘッド29は、第1・第2レンズLS1,LS2を有する結像光学系を備えている。この結像光学系に対しては、光ビームの進行方向Doa(換言すれば結像光学系と物体面との対向方向)で物体面が対向しており、各レンズLSには物体面からの光ビームが入射する。したがって、物体面から入射してくる光ビームは第1・第2レンズLS1、LS2により結像されて、ヘッド基板表面293−hにスポットSPが形成される。第1実施形態では、第2レンズLS2は単一の焦点を有する単焦点レンズである一方、第1レンズLSは複数の焦点を有する複数焦点レンズである。つまり、第1レンズLSのレンズ面LSFは複数の領域LRを有しており、当該複数の領域LRのそれぞれの焦点FPの位置は、光ビームの進行方向Doa(第3方向)において互いに異なっている。
As described above, the reading
図7は、第1レンズの構成を示す図であり、同図上段の「断面図」の欄は光軸OAを含む第1レンズLSの断面図に相当し、同図下段の「平面図」の欄は光ビームの進行方向Doaの下流側(受光素子グループ側)から第1レンズを見た場合の平面図に相当する。この第1レンズLS1のレンズ面LSFは自由曲面形状を有しており、当該レンズ面LSFは、光ビームの進行方向Doaにおいて複数の焦点FPを有している。具体的には次の通りである。図7が示すように、第1レンズLS1は光軸OAに対して回転対称な形状を有している。また、第1レンズLSのレンズ面LSFは3個の領域LRに分割されている。すなわち、中央に位置する第1領域LR1と、当該第1領域LR1の外側に位置する第2領域LR2と、これら第1・第2領域LR1,LR2のさらに外側に位置する第3領域LR3とが、レンズ面LSFに設けられている。この第1領域LR1は光軸OAを中心とした円形領域である。また、第2領域LR2は、第1領域LR1を囲んで第1領域LR1と同心である円環領域(リング状領域)である。さらに、第3領域LR3は、第1および第2領域LR1,LR2を囲んで第1領域LR1(および第2領域LR2)と同心である円環領域(リング状領域)である。同図の「断面図」の欄に示すように、第1領域LR1、第2領域LR2、第3領域LRの順に、より厚いレンズ厚みを有している。つまり、第1領域LR1が最も厚いレンズ厚みを有しており、第3領域LR3が最も薄いレンズ厚みを有している。そして、各領域LR1〜LR3は、互いに異なる焦点FPを有している。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the first lens, and the “sectional view” column in the upper part of FIG. 7 corresponds to the sectional view of the first lens LS including the optical axis OA, and the “plan view” in the lower part of FIG. The column corresponds to a plan view when the first lens is viewed from the downstream side (light receiving element group side) of the light beam traveling direction Doa. The lens surface LSF of the first lens LS1 has a free-form surface shape, and the lens surface LSF has a plurality of focal points FP in the light beam traveling direction Doa. Specifically, it is as follows. As shown in FIG. 7, the first lens LS1 has a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis OA. The lens surface LSF of the first lens LS is divided into three regions LR. That is, the first region LR1 located in the center, the second region LR2 located outside the first region LR1, and the third region LR3 located further outside the first and second regions LR1 and LR2 are provided. Are provided on the lens surface LSF. The first region LR1 is a circular region centered on the optical axis OA. The second region LR2 is an annular region (ring-shaped region) that surrounds the first region LR1 and is concentric with the first region LR1. Further, the third region LR3 is an annular region (ring-shaped region) that surrounds the first and second regions LR1 and LR2 and is concentric with the first region LR1 (and the second region LR2). As shown in the “Cross sectional view” column of the same figure, the lens has a thicker lens thickness in the order of the first region LR1, the second region LR2, and the third region LR. That is, the first region LR1 has the thickest lens thickness, and the third region LR3 has the thinnest lens thickness. The regions LR1 to LR3 have different focal points FP.
図8は、第1レンズの焦点の位置を示す図であり、第1レンズLS1に対して像面側(つまり、受光素子グループ側)から平行光を入射させた場合を示している。同図が示すように、第1レンズLS1に入射する前の光ビームLBは互いに平行である。しかしながら、第1レンズLS1に入射した後の光ビームLBの軌跡は、光ビームLBがレンズ面LSFの何れの領域LRに入射したかによって異なっている。つまり、第1領域LR1に入射した第1光ビームLB1は、第1領域LR1の焦点FP1に結像され、第2領域LR2に入射した第2光ビームLB2は、第2領域LR2の焦点FP2に結像され、第3領域LR3に入射した第3光ビームLB3は、第3領域LR3の焦点FP3に結像される。そして、各焦点FP1〜FP3の位置は光ビームの進行方向Doaにおいて互いに異なっており、焦点FP3、焦点FP1、焦点FP2の順番で光ビームの進行方向Doaに直線状もしくは略直線状に並んでいる。 FIG. 8 is a diagram showing the position of the focal point of the first lens, and shows a case where parallel light is incident on the first lens LS1 from the image plane side (that is, the light receiving element group side). As shown in the figure, the light beams LB before entering the first lens LS1 are parallel to each other. However, the trajectory of the light beam LB after entering the first lens LS1 differs depending on which region LR of the lens surface LSF the light beam LB has entered. That is, the first light beam LB1 incident on the first region LR1 is imaged at the focal point FP1 of the first region LR1, and the second light beam LB2 incident on the second region LR2 is focused on the focal point FP2 of the second region LR2. The third light beam LB3 that has been imaged and entered the third region LR3 is imaged at the focal point FP3 of the third region LR3. The positions of the focal points FP1 to FP3 are different from each other in the traveling direction Doa of the light beam, and are arranged linearly or substantially linearly in the traveling direction Doa of the light beam in the order of the focal point FP3, the focal point FP1, and the focal point FP2. .
このように、第1レンズLS1は複数の焦点FP1〜FP3を持った複数焦点レンズとして機能している。したがって、物点VOP(図6)の位置が光ビームの進行方向Doaに多少ずれたとしても、ヘッド基板表面293−hに形成されるスポットSPの形状や大きさはそれほど変動せずに略一定となる。よって、例えば、レンズアレイ299の取り付け誤差が発生したような場合であっても、レンズ行LSR間でのスポットの差異は抑制されており、良好なスポット形成が可能となっている。
Thus, the first lens LS1 functions as a multifocal lens having a plurality of focal points FP1 to FP3. Therefore, even if the position of the object point VOP (FIG. 6) is slightly deviated in the light beam traveling direction Doa, the shape and size of the spot SP formed on the head substrate surface 293-h does not vary so much and is substantially constant. It becomes. Therefore, for example, even when an attachment error of the
つまり、ある物点VOPから射出された光ビームは、複数焦点レンズLS1を通過するため、光ビームの進行方向Doaに並ぶ複数の結像位置のそれぞれに結像される。換言すれば、光ビームの進行方向Doaに複数の結像光ビームが並ぶこととなる。したがって、物点VOPの位置が光ビームの進行方向Doaにずれたとしても、複数の結像光ビームのうち、ヘッド基板表面293−h上の結像光ビーム、あるいはヘッド基板表面293−hに近い結像光ビームにより良好にスポットSPが形成される。よって、物点VOPの変動に依らず、ヘッド基板表面293−hに形成されるスポットSPは略一定の形状や大きさを有する。 That is, the light beam emitted from a certain object point VOP passes through the multifocal lens LS1, and is thus imaged at each of a plurality of imaging positions arranged in the traveling direction Doa of the light beam. In other words, a plurality of imaging light beams are arranged in the light beam traveling direction Doa. Therefore, even if the position of the object point VOP shifts in the light beam traveling direction Doa, the imaging light beam on the head substrate surface 293-h or the head substrate surface 293-h among the plurality of imaging light beams. The spot SP is favorably formed by the near imaging light beam. Therefore, the spot SP formed on the head substrate surface 293-h has a substantially constant shape and size regardless of the fluctuation of the object point VOP.
具体的に物点VOPがずれた場合について説明するため、図6を用いて、物点VOP1〜VOP3のぞれぞれから射出された光ビームが、ヘッド基板表面293−hに略同様のスポットSPを形成する様子を示す。同図において、物点VOP1は位置ずれが無い場合に対応し、物点VOP2、VOP3はそれぞれ光ビームの進行方向Doaの上流側、下流側に位置ずれが生じた場合に対応する。物点VOP1から射出された光ビームのうち第1レンズLS1の領域LR1を通過した光ビームが、ヘッド基板表面293−hにスポットSPとして結像される。また、物点VOP2から射出された光ビームのうち第1レンズLS1の領域LR2を通過した光ビームが、ヘッド基板表面293−hにスポットSPとして結像される。さらに、物点VOP3から射出された光ビームのうち第1レンズLS1の領域LR3を通過した光ビームが、ヘッド基板表面293−hにスポットSPとして結像される。このように、第1実施形態では、互いに異なる位置にある物点VOP1〜VOP3のいずれも、ヘッド基板表面293−hに略一定のスポットSPを形成可能である。つまり、物点VOPの位置がずれたとしても、ヘッド基板表面293−hに形成されるスポットSPを略一定とすることが可能となっている。 In order to describe the case where the object point VOP is specifically deviated, the light beam emitted from each of the object points VOP1 to VOP3 is spotted on the head substrate surface 293-h using FIG. A mode that SP is formed is shown. In the figure, the object point VOP1 corresponds to the case where there is no position shift, and the object points VOP2 and VOP3 correspond to the case where the position shift occurs upstream and downstream in the light beam traveling direction Doa, respectively. Of the light beam emitted from the object point VOP1, the light beam that has passed through the region LR1 of the first lens LS1 is imaged as a spot SP on the head substrate surface 293-h. Further, among the light beams emitted from the object point VOP2, the light beam that has passed through the region LR2 of the first lens LS1 is imaged as a spot SP on the head substrate surface 293-h. Further, among the light beams emitted from the object point VOP3, the light beam that has passed through the region LR3 of the first lens LS1 is imaged as a spot SP on the head substrate surface 293-h. Thus, in the first embodiment, any of the object points VOP1 to VOP3 at different positions can form a substantially constant spot SP on the head substrate surface 293-h. That is, even if the position of the object point VOP is shifted, the spot SP formed on the head substrate surface 293-h can be made substantially constant.
このように第1実施形態にかかるレンズアレイ299Aでは、レンズLSが長手方向LGDに複数並んだレンズ行LSRが、幅方向LTDに複数配されている。各レンズLSには光ビームの進行方向Doaに光が入射可能である。しかも、レンズLSのレンズ面LSFは自由曲面形状を有しており、光ビームの進行方向Doaにおいて複数の焦点FPを持つ。よって、物体面からの距離(ワークディスタンス)がレンズ行LSR毎に異なったとしても、形成されるスポットSPは略一定となる。よって、良好なスポットSPを形成することが可能となっている。
Thus, in the
また、第1実施形態では、第1レンズLS1が有する複数の焦点FP1〜FP3は光ビームの進行方向Doaに直線状もしくは略直線状に並んでいるため、より良好なスポットSPを形成することが可能となる。これについて説明する。焦点FP1〜FP3が進行方向Doaに直線状もしくは略直線状に並んでおらず、ジグザグに並んでいるような場合、光ビームが結像される複数の結像位置もジグザグに並んでしまうこととなる。よって、物点VOPの位置が光ビームの進行方向Doaに変動すると、ヘッド基板表面293−hに形成されるスポットSPの位置が、光ビームの進行方向Doaに直交もしくは略直交する方向(つまり、ヘッド基板表面293−hの面内)において変動してしまう可能性がある。その結果、本来スポットを検出すべき受光素子2951とは異なる受光素子2951がスポットSPを検出してしまい、読取動作に誤差が発生する場合がある。これに対して、第1実施形態では、複数の焦点FP1〜FP3は光ビームの進行方向Doaに直線状もしくは略直線状に並んでいるため、結像位置も光ビームの進行方向Doaに直線状もしくは略直線状に並ぶ。その結果、スポットSPが適切な位置に形成されて、読取動作の誤差の発生が抑制される。
In the first embodiment, since the plurality of focal points FP1 to FP3 of the first lens LS1 are arranged linearly or substantially linearly in the light beam traveling direction Doa, a better spot SP can be formed. It becomes possible. This will be described. When the focal points FP1 to FP3 are not arranged linearly or substantially linearly in the traveling direction Doa but arranged in a zigzag manner, a plurality of imaging positions where the light beam is imaged are also arranged in a zigzag manner. Become. Therefore, when the position of the object point VOP changes in the traveling direction Doa of the light beam, the position of the spot SP formed on the head substrate surface 293-h is a direction orthogonal or substantially orthogonal to the traveling direction Doa of the light beam (that is, There is a possibility of fluctuation in the plane of the head substrate surface 293-h). As a result, a
また、第1実施形態では、複数の領域LRのうちの一の領域(第1領域LR1)は円形領域であり、当該一の領域以外の他の領域(第2領域LR2、第3領域LR3)は円形領域を囲んで円形領域と同心であるリング状領域である。したがって、第1レンズLS1のレンズ面LSFの形状は、円形領域およびリング状領域の同心を中心とした回転対称形状である。よって、レンズLS1を簡便に構成することが可能となり、レンズアレイ299Aの構成の簡素化あるいは低コスト化が実現されている。
In the first embodiment, one of the plurality of regions LR (first region LR1) is a circular region, and other regions (second region LR2, third region LR3) other than the one region. Is a ring-shaped region surrounding the circular region and concentric with the circular region. Therefore, the shape of the lens surface LSF of the first lens LS1 is a rotationally symmetric shape centered on the concentricity of the circular region and the ring-shaped region. Therefore, the lens LS1 can be easily configured, and the configuration of the
また、第1実施形態では、レンズアレイ299Aの各レンズLSが同一の構成を有するようにレンズアレイ299Aは構成されている。つまり、レンズアレイ299の構成の簡素化あるいは低コスト化を実現することができ、好適である。
In the first embodiment, the
B.第2実施形態
第2実施形態では、第1実施形態での読取ヘッド29を画像読取装置に適用した場合について説明する。図9は、第1実施形態の読取ヘッドを装備した画像読取装置の概略を示す平面図である。画像読取装置1の本体10の上方には原稿台11が設けられている。原稿台11の表面は用紙としての原稿2を載置可能に構成されており、原稿2の画像読取の際には、ユーザにより原稿2が原稿台11表面に載置される。原稿台11の周囲には、原稿2の移動を規制して当該原稿2を位置決めするための原稿ガイド12が設けられている。原稿ガイド12の一方面には、原稿台11に対向して白基準部材13が設けられており、この白基準部材13はいわゆるシェーディング補正時の白基準を読み取る際に用いられる。
B. Second Embodiment In the second embodiment, a case where the reading
原稿台11の下方部には、主走査方向MDに直交もしくは略直交する副走査方向SDに移動可能であるキャリッジ22が配置されている。キャリッジ22には、光源21と読取ヘッド29とが配置されている。読取ヘッド29は、その長手方向LGDが主走査方向MDに平行もしくは略平行となるとともに、その幅方向LTDが副走査方向SDに平行もしくは略平行となるように、保持されている。読取ヘッド29は、レンズアレイ299を原稿台11に対向させており、原稿台11の原稿2からの反射光は、光ビームの進行方向Doaからレンズアレイ299B、299Aを介して読取ヘッド29内部に入射する。受光素子グループ295は、光ビームの進行方向Doaにおいて反射光が入射してくる側の反対側で、レンズLS1、LS2に対向して配置されている。したがって、反射光は、レンズLS1、LS2によりスポットSPとして結像されて、受光素子2951により検出される。
A carriage 22 that is movable in a sub-scanning direction SD that is orthogonal or substantially orthogonal to the main scanning direction MD is disposed below the document table 11. A
光源21は、赤、緑および青の各色に対応する3種類のLED(Light Emitting Diode)を備えている。各色のLEDはそれぞれ主走査方向MDに複数並べられている。そして、光源21が発光すると、原稿2での反射光が読取ヘッド29に入射する。上述の通り、読取ヘッド29に入射した光ビームは受光素子2951により検出されて、電流信号へと変換される。さらに、キャリッジ22にはA/D変換器24が設けられており、このA/D変換器24は、受光素子2951が出力するアナログ電流信号をデジタル信号へと変換する。キャリッジ20は、駆動手段30からの駆動力を受けて移動する。駆動手段30はステッピングモータ(図示省略)を用いて、キャリッジ20を一定速度で副走査方向SDに移動させる。
The
本体10の内部には、CPU(Central Processing Unit)41、データ作成部42、RAM(Random Access Memory)43およびROM(Read Only Memory)44が設けられている。CPU41は、画像読取装置1全体を制御するコントローラとして機能しており、キャリッジ20の移動速度、光源21の光量、ならびにデータ作成部42で作成される画像データの処理等を行う。RAM43は、A/D変換器24が出力するデジタル信号から作成されるデジタルデータや、デジタルデータに基づいてデータ作成部42で作成される画像データなどを一時的に格納する。ROM44には、CPU41により画像読取装置1の各部を制御するためのプログラムが格納されている。
Inside the
図10は、画像読取装置における画像読取動作を示す図である。画像読取動作においては、読取ヘッド29を副走査方向SDに移動させつつ、順次原稿画像の各画素PXが読み取られる。同図では、原稿画像上の各画素PXの読取順序が示されており、同図1回目のハッチングが施された画素PXは、1回目の読取動作により読み取られる画素を示し、同図2回目のハッチングが施された画素PXは、2回目の読取動作により読み取られる画素を示し、同図3回目のハッチングが施された画素PXは、3回目の読取動作により読み取られる画素を示している。第1実施形態において詳述したとおり、読取ヘッド29では、受光素子グループ295は2次元的に配置されている。したがって、主走査方向MDに並ぶ1ライン分の画素を順次読み取る、例えば特許文献1記載の読取動作と、本実施形態の読取動作は異なる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an image reading operation in the image reading apparatus. In the image reading operation, each pixel PX of the document image is sequentially read while moving the reading
1回目の読取動作では、8個の画素PXからなる画素グループPXG毎に原稿画像が読み取られる。ここで、画素グループPXG_1は受光素子グループ295_1により読み取られる画素グループである。同様に、画素グループPXG_2〜PXG_4は受光素子グループ295_2〜PXG_4により読み取られる画素グループである。2回目の読取動作では、1回目に読み取られた画素グループPXGより副走査方向SDに1画素だけ下流に位置する画素グループPXG(ハッチングパターン2回目の画素グループ)が読み取られる。さらに、3回目の読取動作では、2回目に読み取られた画素グループPXGより副走査方向SDに1画素だけ下流に位置する画素グループPXG(ハッチングパターン3回目の画素グループ)が読み取られる。このように、順次読取動作が実行されて原稿画像全体の画素PXが読み取ることができる。なお、カラー画像の読取動作の際には、光源21の各色のLEDを別個に点灯させて、各色毎の画素データを取得する。
In the first reading operation, a document image is read for each pixel group PXG composed of eight pixels PX. Here, the pixel group PXG_1 is a pixel group read by the light receiving element group 295_1. Similarly, the pixel groups PXG_2 to PXG_4 are pixel groups read by the light receiving element groups 295_2 to PXG_4. In the second reading operation, the pixel group PXG (the second hatching pixel group) located downstream by one pixel in the sub-scanning direction SD from the pixel group PXG read the first time is read. Furthermore, in the third reading operation, a pixel group PXG (a pixel group for the third hatching pattern) located downstream by one pixel in the sub-scanning direction SD from the pixel group PXG read the second time is read. In this way, the reading operation is sequentially performed, so that the pixels PX of the entire document image can be read. In the color image reading operation, each color LED of the
このように、第2実施形態の画像読取装置は、第1実施形態で詳述した読取ヘッド29を備えている。したがって、原稿台11表面からの距離(ワークディスタンス)がレンズ行LSR毎に異なったとしても、形成されるスポットSPは略一定となる。よって、良好なスポットSPを形成することが可能となり、画像読取動作を高精度に実行することが可能となっている。
As described above, the image reading apparatus according to the second embodiment includes the reading
C.その他
このように上記実施形態では、レンズアレイ299Aが、本発明の「レンズアレイ」に相当しており、第1レンズLS1が本発明の「レンズ」に相当している。また、長手方向LGDおよび主走査方向MDが本発明の「第1方向」に相当し、幅方向LTDおよび副走査方向SDが本発明の「第2方向」に相当し、光ビームの進行方向Doaが本発明の「第3方向」に相当している。また、原稿台11が本発明の「載置台」に相当し、光源21が本発明の「照射手段」に相当している。
C. Others As described above, in the above embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、受光素子行2951Rにおいて長手方向LGDに並ぶ受光素子2951の個数は4個であり、受光素子グループ295において幅方向LTDに並ぶ受光素子行2951Rの個数は2個である。しかしながら、受光素子行2951Rを構成する受光素子2951の個数、および受光素子グループ295を構成する受光素子行2951Rの個数はこれに限られない。したがって、次に示すように、受光素子グループ295を構成することもできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the number of
図11は、受光素子グループの別の構成を示す平面図である。また、図12は、図11の受光素子グループを複数配したヘッド基板の裏面の構成を示す図であり、ヘッド基板の表面から裏面を見た場合に相当する。図11に示す別の構成では、長手方向LGDに15個の受光素子2951が並んで受光素子行2951Rが構成されている。この受光素子行2951Rにおいて、各受光素子2951は素子ピッチPel(=0.021[mm])の4倍のピッチ(=0.084[mm])で並んでいる。そして、このように構成された受光素子行2951Rが4個(2951R−1,2951R−2,2951R−3,2951R−4)幅方向LTDに並んでいる。幅方向LTDにおいて、受光素子行2951R−4と受光素子行2951R−1との間のピッチは0.1155[mm]であり、受光素子行2951R−4と受光素子行2951R−2との間のピッチは0.084[mm]であり、受光素子行2951R−4と受光素子行2951R−3との間のピッチは0.0315[mm]である。また、受光素子グループ295の中心(重心)を通って幅方向LTDに平行な直線を中心線CTLとしたとき、受光素子行2951R−1および受光素子行2951R−4それぞれと、中心線CTLとのピッチは0.05775[mm]である。
FIG. 11 is a plan view showing another configuration of the light receiving element group. FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the back surface of the head substrate in which a plurality of light receiving element groups of FIG. In another configuration shown in FIG. 11, 15
また、図11において、中心線CTLより上側の2行2951R−1,2951R−2で1つの受光素子行組2951RTが構成されるとともに、中心線CTLより下側の2行2951R−3,2951R−4で1つの受光素子行組2951RTが構成されている。受光素子行組2951RTそれぞれでは、2つの受光素子行2951Rが長手方向LGDに素子ピッチPel(=0.021[mm])の2倍(=0.042[mm])だけ相互にずれている。しかも、2つの受光素子行組2951RTは、長手方向LGDに素子ピッチPel(=0.021[mm])だけ相互にずれている。したがって、4個の受光素子行2951Rは、長手方向LGDに素子ピッチPel(=0.021[mm])だけ相互にずれることとなり、その結果、長手方向LGDにおいて各受光素子2951の位置は異なっている。ここで、受光素子グループ295の長手方向LGDにおける両端に位置する受光素子2951を端部受光素子2951xとすると、長手方向LGDにおける端部受光素子2951x間のピッチは1.239[mm]であり、長手方向LGDにおける端部受光素子2951xと受光素子グループ295中心とのピッチは0.6195[mm]となる。
In FIG. 11, two
図12に示す例では、図11に示した受光素子グループ295が2次元的に配置されている。図12に示すように、長手方向LGDに複数の受光素子グループ295が並んで受光素子グループ行295Rが構成されている。この受光素子グループ行295Rにおいて、各受光素子グループ295は受光素子グループピッチPegの3倍のピッチ(=1.778[mm])で並んでいる。そして、このように構成された受光素子グループ行295Rが3個(295R−1,295R−2,295R−3)幅方向LTDに、受光素子グループ行ピッチPegr(=1.77[mm])で並んでいる。また、各受光素子グループ行295Rは長手方向LGDにおいて受光素子グループピッチPeg(約0.593[mm])だけ相互にずれている。つまり、受光素子グループ行295R−1と受光素子グループ行295R−2とは、長手方向LGDに0.59275[mm]だけずれており、受光素子グループ行295R−2と受光素子グループ行295R−3とは、長手方向LGDに0.5925[mm]だけずれており、受光素子グループ行295R−3と受光素子グループ行295R−1とは、長手方向LGDに0.59275[mm]だけずれている。したがって、受光素子グループ行295R−1と受光素子グループ行295R−3とは、長手方向LGDに1.18525[mm]だけずれている。
In the example shown in FIG. 12, the light receiving
また、上記実施形態では、本発明にかかるレンズアレイ299Aを読取ヘッド29に適用した場合について説明したが、レンズアレイ299Aの適用対象は、読取ヘッド29に限られない。
In the above embodiment, the case where the
また、第2実施形態の画像読取装置では、原稿2からの反射光を読取ヘッド29が検出している。しかしながら、次のように構成を変形することも可能である。つまり、光源2と読取ヘッド29とで原稿台11を挟むようにして、光源2を読取ヘッド29に対向配置して、原稿2を透過した透過光を読取ヘッド29が検出するように構成することもできる。
In the image reading apparatus according to the second embodiment, the reading
また、上述してきた実施形態では、3個のレンズ行LSRが幅方向LTDに並んでいる。しかしながら、レンズ行LSRの個数は3個に限られず、レンズ行LSRが2個以上の構成に対して、本発明を適用可能である。 In the embodiment described above, three lens rows LSR are arranged in the width direction LTD. However, the number of lens rows LSR is not limited to three, and the present invention can be applied to a configuration having two or more lens rows LSR.
また、上記実施形態では、複数焦点レンズLS1は、レンズアレイ基板の裏面2991−tにレンズLSを形成して構成されている。しかしながら、レンズアレイ基板2991の表面2991−hに複数焦点レンズLS1を形成してレンズアレイ299Aを構成しても良い。
In the above embodiment, the multifocal lens LS1 is configured by forming the lens LS on the back surface 2991-t of the lens array substrate. However, the
また、上記実施形態では、結像光学系を構成する複数のレンズLSのうち、第1レンズLS1を複数焦点レンズとして構成しているが、第2レンズLS2を複数焦点レンズとして構成しても良い。 In the above embodiment, among the plurality of lenses LS constituting the imaging optical system, the first lens LS1 is configured as a multifocal lens, but the second lens LS2 may be configured as a multifocal lens. .
また、上記実施形態では、複数焦点レンズLS1は3個の焦点を有しているが、複数焦点レンズLS1の焦点の個数は3個に限られず、2個以上であれば良い。 In the above embodiment, the multifocal lens LS1 has three focal points. However, the number of focal points of the multifocal lens LS1 is not limited to three, and may be two or more.
また、上記実施形態では、第1レンズLS1は光軸OAに対して回転対称な形状を有している。しかしながら、第1レンズLS1の形状が光軸OAに対して回転対称であることは、本発明に必須の要件ではない。 In the above embodiment, the first lens LS1 has a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis OA. However, it is not an essential requirement for the present invention that the shape of the first lens LS1 is rotationally symmetric with respect to the optical axis OA.
また、上記実施形態では、2枚のレンズアレイ299が用いられているが、レンズアレイ299の枚数はこれに限られない。
In the above embodiment, two
また、上記実施形態では、レンズアレイ基板2991に対してレンズLSを形成してレンズアレイ299を構成している。つまり、レンズアレイ基板と2991とレンズLSとは別体で構成されている。しかしながら、レンズアレイ基板2991とレンズLSとを同一の材料でもって一体的に構成することもできる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、レンズアレイ299Aの各レンズLS1を互いに同一の構成としたが、これらのレンズLS1を同一構成とすることは、本発明に必須の要件ではない。したがって、各レンズLS1間で構成が異なるように構成することもできる。
In the above embodiment, the lenses LS1 of the
29…読取ヘッド、 293…ヘッド基板、 295…受光素子グループ、 2951…受光素子、 299,299A,299B…レンズアレイ、 2991…レンズアレイ基板、 LS,LS1,LS2…レンズ、 LR,LR1,LR2,LR3…領域、 FP,FP1,FP2,FP3…焦点、 SP…スポット、 MD…主走査方向(第1方向), SD…副走査方向(第2方向)、 LGD…長手方向(第1方向)、 LTD…幅方向(第2方向)、 Doa…光ビームの進行方向(第3方向)、 11…原稿台(載置台)、 21…光源(照射手段) 29 ... Reading head, 293 ... Head substrate, 295 ... Light receiving element group, 2951 ... Light receiving element, 299, 299A, 299B ... Lens array, 2991 ... Lens array substrate, LS, LS1, LS2 ... Lens, LR, LR1, LR2, LR3 ... area, FP, FP1, FP2, FP3 ... focus, SP ... spot, MD ... main scanning direction (first direction), SD ... sub-scanning direction (second direction), LGD ... longitudinal direction (first direction), LTD: width direction (second direction), Doa: light beam traveling direction (third direction), 11: document table (mounting table), 21: light source (irradiation means)
Claims (7)
前記受光素子グループに対向してレンズを配したレンズアレイと
を備え、
前記レンズアレイでは、前記レンズを第1方向に複数配したレンズ行が、前記第1方向に直交もしくは略直交する第2方向に複数配されており、
前記レンズは第3方向で前記受光素子グループに対向するとともに、前記第3方向の前記受光素子グループの反対側から入射してくる光を前記受光素子グループに向けて射出し、
前記レンズのすくなくとも一つのレンズ面は自由曲面形状を有しており、前記第3方向に複数の焦点を有することを特徴とする読取ヘッド。 A head substrate having a light receiving element group obtained by grouping a plurality of light receiving elements;
A lens array having a lens facing the light receiving element group;
In the lens array, a plurality of lens rows in which the lenses are arranged in the first direction are arranged in a second direction orthogonal to or substantially orthogonal to the first direction,
The lens faces the light receiving element group in a third direction and emits light incident from the opposite side of the light receiving element group in the third direction toward the light receiving element group,
At least one lens surface of the lens has a free-form surface shape, and has a plurality of focal points in the third direction.
用紙が載置可能である載置台と、
前記載置台に光を照射する照射手段と
を備え、
前記照射手段から照射されて前記載置台の用紙で反射された反射光、あるいは、当該用紙を透過した透過光が第3方向から前記レンズに入射するように前記読取ヘッドは配されており、
前記受光素子グループは前記第3方向の前記反射光あるいは前記透過光が入射してくる側の反対側で前記レンズに対向するとともに、前記レンズは前記反射光あるいは前記透過光を前記受光素子グループに向けて射出し、
前記レンズのすくなくとも1つのレンズ面は自由曲面形状を有しており、前記第3方向に複数の焦点を有することを特徴とする画像読取装置。 A head substrate having a light receiving element group in which a plurality of light receiving elements are grouped; and a lens array in which a lens is arranged opposite to the light receiving element group. In the lens array, a plurality of lenses are arranged in a first direction. A plurality of lens rows arranged in a second direction orthogonal to or substantially orthogonal to the first direction;
A mounting table on which paper can be mounted;
Irradiating means for irradiating light to the mounting table,
The read head is arranged so that reflected light irradiated from the irradiation means and reflected by the paper of the mounting table, or transmitted light transmitted through the paper enters the lens from a third direction,
The light receiving element group opposes the lens on the side opposite to the incident side of the reflected light or transmitted light in the third direction, and the lens transmits the reflected light or transmitted light to the light receiving element group. Shoot towards
At least one lens surface of the lens has a free-form surface shape and has a plurality of focal points in the third direction.
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